装配式建筑在结构设计中的安全性研究

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:王园
[导读] 摘要:近年来,装配式建筑凭借着低投入、低风险、高收益、高性能的优势,得到了广泛的应用和发展。
        西安天华建筑设计有限公司  陕西省西安市  710054
        摘要:近年来,装配式建筑凭借着低投入、低风险、高收益、高性能的优势,得到了广泛的应用和发展。建筑结构设计作为建筑工程项目的一个重要环节,与建筑安全性之间联系紧密,在一定程度上可直接影响建筑工程的整体稳定性和安全性。因此,为了有效解决建筑结构设计中存在的问题,促进建筑工程行业的稳定发展,提高建筑工程的质量,本文就装配式建筑在结构设计中的安全性进行研究,以期提出一些有效的解决建议。
        关键词:装配式建筑;结构设计;安全性研究
        1.装配式建筑在结构设计中安全性研究的重要性
        就目前来看,装配式建筑工程行业得到了很大的发展空间和机遇,为经济的发展做出了巨大的贡献。随着新时代的发展变化,装配式建筑在结构设计中的安全性也成为了建筑工程行业发展的重中之重,结构设计作为工程的核心环节,发挥着至关重要的作用。首先,建筑工程项目发展规模的不断扩大,建筑工程项目的数量也越来越多,各种高层建筑层出不穷,发生的工程事故也在日益增加,危害了人民的生命财产安全。因此,建筑工程项目要加强结构设计的安全性,有效的管理与控制工程建设的质量和工作安全,提高工作人员的安全生产意识,保障建筑工程项目的质量和人民的生命财产安全。其次,装配式建筑工程比较庞大复杂,会涉及到许多的工作环节。因此,在进行建筑工程设计过程中,要保障建筑工程正常施工的前提下提高建筑结构的稳定性,让其能够承受正常使用带来的正常损坏,提高建筑工程的使用寿命和安全性能。同时,在建筑工程进行设计时要根据国家规范标准来进行设计,保障建筑工程的美观性和实用性,促进建筑工程行业的长远发展。
        2.装配式建筑结构设计安全理念
        首先,把握建筑安全性要素。建筑结构设计本身就是对建筑工程的一种规划和想象,再有把握的构造基础下建成耐用和高质量的建筑,而建筑结构设计作为建筑工程中最常用的一种技术需要运用多方面的知识。比如,在对房屋整体结构进行造图、房屋面积规划布局的过程中,需要应用建筑结构设计理念,使工程实施和安全因素进行结合,从多个角度做好建筑工作。其次,合理融入建筑设计中的安全理念。安全因素是建筑结构设计中不可或缺的一个部分,对于装配式建筑工程的整体质量具有重要的影响。因此,在建筑设计中要对安全性进行合理的预知判断,把我建筑工程的整体安全策略提出相应的解决方法,把安全设计贯彻到装配式建筑工程各个环节当中,达到安全建造的目标。
        3.通过结构设计提升装配式建筑安全性的建议
        3.1优化设计流程
        在装配式建筑结构设计中,既要充分考虑建筑使用功能、结构安全性及抗震性能的要求,同时还要重视预制构件制作及现场施工的要求。这就意味着装配式建筑结构设计需要综合考虑整个建设过程,需要做好构件设计、构件拆分、构件吊装等多方面的设计优化工作,以保证结构设计、构件设计、构件生产、构件运输、构件吊装等流程可以紧密相连,形成一套完整的工艺流程。而在施工图设计时,则要考虑设计方案的可行性和实用性,精细化设计各个构件,如此才能为建筑安全性提供保障。具体到实际设计环节中,设计人员需要从结构体系、预制构件节点、框架结构体系等方面进行重点优化。
        首先,结构体系优化的关键在于结构选型时应尽量选择规则、简单,传力明确的结构体系,以满足装配式建筑对经济性及安全性要求。如设计时可尽量减少楼板、外墙的构件种类。此外,装配式建筑结构的优化设计还可以与装配式建筑标准化设计有机结合,以通过标准化结构的设计来使结构的安全性能得到优化。
        节点构造措施对装配式建筑的使用性能、外观及抗震性能均有较大影响,因此也是提升建筑结构安全性过程中所必须重点研究的。实践中,应在确保建筑使用性能与抗震性能的前提下,合理设计预制构件节点。
        框架结构体系设计的优化需要做好以下三方面工作:(1)混凝土强度等级应符合规范要求。装配式框架结构中,框架梁、框架柱混凝土强度等级不宜低于C30;(2)应按平面设计原则进行结构设计。

装配式框架结构的框架梁、框架柱中心线宜重合,如梁柱中心线无法重合,在设计过程中应考虑偏心影响;竖向构件也宜上下对齐,尽量避免偏心;(3)重视预埋件设计。预埋件是装配式框架结构体系的重要结构构件,预埋件应与主体结构可靠连接,有效承担、传递结构内力。
        3.2结构设计需综合考虑各方面施工因素
        由于装配式建筑的建设是一项系统性工程,所以其结构设计还需要考虑到后续现场施工方面的工艺与程序,并对相关工艺进行优化,如此方能为后续施工的高质量开展奠定基础。结构设计中需考虑的施工因素主要有管线预埋施工、混凝土构件装配施工、钢结构施工等。
        (1)结构设计中管线预埋施工优化
        在施工图纸规划阶段,设计人员要全方位分析研究装配式建筑构件生产的实际需求,依据受力原则选择构件类型,来保障所安装管线构件和工程建设标准基本一致。设计人员要时刻与加工厂保持密切的沟通与联系,双方通过合作改进图纸,在有需求的情况之下,还要应用预制构件,通过相应技术人员结合生产单位的工艺水平进行调整,将出现的误差控制在一定范围之内,同时不断优化施工工序,应用拆分式构件进行施工,从而在最大限度上进一步确保建筑主体受力的均匀性。
        (2)结构设计中混凝土构件装配施工优化
        在针对混凝土进行构件装配的阶段中,明确构件的承载力,确定浇筑与预制的范围;结合实际科学化定位构件接缝部位。例如,在拆分装配式剪力墙结构设计的过程中,设计人员一般会选择T形剪力墙,该类墙体的主要优势体现在可促使墙体拆解规整化,以免出现零散或是各类突发事件。
        在有需求的基础上,选择添加翼缘的剪力墙结构形式,以避免浇件阶段中出现质量方面的问题。此外,相关专业人士要充分重视安全问题,可从构件的运输、储备、安装等环节来分析,以进一步优化方案,更好地为后续施工奠定坚实的基础。
        (3)结构设计中钢结构施工优化
        建筑结构中风荷载的影响尤为深远,因此要运用最优化的设计方案。在设计过程中要遵照设计需求,全面化考虑装配建筑局部的稳定性,依照装配式构件的极限承载力将方案落到实处。
        在实际施工的过程中,保障各项性能得到发挥,避免侧向弯矩失稳,此外,要确定各个支撑点间距的数据,按照宽度来设置侧向支撑点。进行钢结构节点设置过程中,要考量建筑自身所承受的风荷载与地震荷载,结合各部门衔接点的安全性与承重来选择与之相应的技术方式,最为合适的衔接方式就是搭载。
        在通常情况下,高层建筑的框架形式尤为普遍,所设计的框架结构都会选用刚柔并济的方式,不但可保障硬度,而且具备一定的韧性。由于过硬或韧度过大都会威胁到整体结构,依据目前的布局设计框架构件体系结构的时候,要将建筑的承重需求明确出来,之后再精准确定配合构件厚度,预防结构稳定性影响构件质量。
        4.结语
        建筑结构设计水平可以直接影响装配式建筑工程的质量和安全性,两者之间具有紧密的联系。因此,建筑工程企业提高对结构设计的重视,不断优化结构设计流程,同时综合考虑后续施工工艺,对现场施工内容进行优化,以推动建筑结构设计水平的提高,为装配式建筑工程的安全性和稳定性的提高奠定基础。
        参考文献:
        [1]高云河,黄冬梅.装配式建筑的结构设计与施工要点[J].新型建筑材料,2021,48(04):173-174.
        [2]王琴.预制装配式建筑结构设计研究[J].建筑与文化,2021(04):26-29.
        [3]刘政委.装配式建筑结构设计及施工技术研究[J].工程技术研究,2020,5(01):32-33.
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